Socket编程中，阻塞与非阻塞的区别

Posted 2020-10-01 小小猫钓小小鱼

　　阻塞：一般的I/O操作可以在新建的流中运用.在服务器回应前它等待客户端发送一个空白的行.当会话结束时,服务器关闭流和客户端socket.如果在队列中没有请示将会出现什么情况呢?那个方法将会等待一个的到来.这个行为叫阻塞.accept()方法将会阻塞服务器线程直到一个呼叫到来.当5个连接处理完闭之后,服务器退出.任何的在队列中的呼叫将会被取消.
　　非阻塞：非阻塞套接字是指执行此套接字的网络调用时，不管是否执行成功，都立即返回。比如调用recv()函数读取网络缓冲区中数据，不管是否读到数据都立即返回，而不会一直挂在此函数调用上。在实际Windows网络通信软件开发中，异步非阻塞套接字是用的最多的。平常所说的C/S（客户端/服务器）结构的软件就是异步非阻塞模式的。 
　　 
　　具体机制就是上面所说的，简明扼要的来说可以打个比方：
　　你有数个同学来访 <---> 有若干数据需要收取
　　你时不时的去门口看看，没有看到你同学的话就回客厅等待，看到同学就接到客厅来 <---> 非阻塞模式，无论收到数据与否都返回
　　你一直在门口等着你同学，接到后才回客厅 <---> 阻塞模式，接收到数据后才返回
 
　　使用阻塞怎么了？会带来什么后果？在什么情况之下？对性能有影响么？
套接字有两种模式，阻塞模式与非阻塞模式。默认创建的为阻塞模式.
在blocking model 下：
套接字在IO时阻塞应用程序，就是说控制权不会返回给应用程序，也就是说程序执行到此代码时会卡住。分两种情况，1.send函数时,只有把要发送的数据下传至TCP层，send这句代码才继续向下执行，此时可确认自己的数据已经在网络上传输了2.recv时，只有收到一定数据给应用程序缓冲区时,recv这行代码才会向下执行。如果不想这样做，可以使用多线程，或者选用其他网络IO模型。一般在做服务器程序时，不会使用阻塞套接字，性能低，数据吞吐率也不高。优点是此种模型编写难度较低，可以用来做入门的学习之用。
非阻塞套接字，IO会马上返回.但在send时，如果SOCKET缓冲区已满，会返回错误，使用WSAGetLastError会得到错误码为WSAEWOULDBLOCK,意思是说在一个非阻塞的套接字上，请求没有完成。recv时如果SOCKET缓冲区没有可以读的数据，也会返回WSAEWOULDBLOCK.
 
  Socket 的模式大概分为这么几种：
1、阻塞式的，Socket操作都需要将线程挂起，等待内核完成后才能返回。
如: 调用connect=>进入内核=>Syn包=〉服务器返回SYN ACK 包=〉connect返回。
=〉ACK包发往服务器。
但一般来说，阻塞和非阻塞对于recv来说意义更大。
当在阻塞式的Socket上调用recv时，如果这时网络栈上没有数据给你接收，那么这时线程将
会挂起，直到有报文给你接收才返回。
这样就造成你的应用程序在企图接收数据时候，而网络栈上没有数据的时候就会被锁住。
有什么办法解决这个问题呢？ 我们来介绍IO
2、 IO复用， 就是在企图读写数据的时候先询问下是否可读写，如果不能，可以去干别的事情，不会造成死锁。
但是假如我们有大量的连接需要去频繁的查询可读写状态，每次查询都会和内核交互。这样会造成
效率低下。再介绍一种
3、 重叠IO. 就是一次查询多个Socket的状态。不用去来来回回的遍历。
另外，
　　在windows socket api 中还有一种消息机制，就是把Socket状态通知到窗口。然后用消息去处理。
　　对于重叠IO， 在windows上还有完成端口模型，他和重叠端口相比，不但能捕捉到IO事件， 而且内核已经替你完成了Socket IO, 比如read事件， 在内核通知你的时候，他已经帮你读好数据了，并放在你指定的缓存中(这里是指在用户态下，事先为每个Socket分配的内存)。
为什么有这么多socket模式呢？ 哪个更好呢？
为什么有，我不知道，可能是出于需求吧，
说说哪个更好？
　　孤立的来说，其实没有哪个更好? 只有哪个更适合你的应用应用环境。
如: 阻塞式的比较简单，方便，稳定。适合比较简单的客户端程序。
IO复用我认为它适合SocketIO操作比较少的情况。
重叠IO就适合高性能的服务器的开发，另外完成端口是windows上比较公认的高性能服务器的网络开发模型。当然， windows 的IOCP也有个坏处，就是需要大量的内存，应为前面说了他需要事先指定缓存。不过高性能的 服务器，一般都不用windows平台。
windows的消息模型就比较适合有UI的应用程序。
当然， 有些模型的选择上可能还有个人爱好的因素，
如， 我可能不喜欢用消息模型，
我不喜欢被动的被通知， 而喜欢主动的去查询。